Устройство для измерения взаимного углового перемещения двух объектов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 15 ) 4 С 01 В 21/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 3764939/24-28 (22) 03.07.84 (46) 15.11.86. Бюл. !!i 42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (72). В.Е.Алексеев и В.П.Орловский (53) 531.715.27 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 968606, кл. G 01 В 11/26, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЗАИ11НОГО УГЛОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ДВУХ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является увеличение диапазона изме ряемых углов, дистанции измерения и повышение точности эа счет увеличения зоны облучаемого пространства и применения прецизионного позиционно= чувствительного фотоприемника и алгоритма взвешенного суммирования видеосигналов при определении координат центра тяжести изображения. В устройстве для увеличения зоны облучаемого пространства применяется источник 1 излучения с расходящейся апертурой, вершина которой совпадает с оптическим центром объектива 4. В качестве фотоприемника 6 применен преобразователь на основе матрицы приборов с зарядовой связью, выходы которого подключены к блоку 18 определения координат изображения. Он содержит аналого-цифровой преобразователь 7, определяющий амплитуду видеосигнала в элементах иэображения, два формирователя 8 и 9 кодов коорО динат, два матричных умножителя 10 и 11, три сумматора 14- 16 и две схемы !7 и 18 деления, выполняющие взвешенное суммирование амплитуд видеоимпульсов, позволяющие определить координаты центра тяжести изображе- Я ния светового пятна, пропорциональную углу взаимного смещения объектов.

1 ил, 1270564

Изобретение относится к измери тельной технике и может быть использовано в системах астронавигации и астроориентации и других измерительных системах, где необходимо производить дистанционное измерение взаимного углового положения объектов. . Цель изобретения — увеличение диапазона измеряемых углов дистанции измерения и повышение точности эа 1О счет увеличения зоны облучаемого про-. странства и применения позиционночувствительного фотоприемника и алгоритма взвешенного суммирования видеосигналов при определении координат 15 центра тяжести иэображения.

На чертеже изображена блок-схема

Устройства.

Устройство для измерения взаимного углового перемещения двух объектов содержит источник 1 излучения, состоящий иэ точечного излучателя .2 и конденсатора 3, полупрозрачное зеркало 4, объектив 5, плоский отражатель 6, позиционно-чувствительный фотоприемник 7 в виде матричного преобразователя на приборе с зарядовой связью, блок 8 определения координат иэображения, состоящий из аналогоцифрового преобразователя АЦП 9, двух формирователей 10 и 11 кода координат, двух матричных умножителей 12 и 13, трех сумматоров 14-!6 и двух схем 17 и !8 деления, и блок

19 преобразования кода координат 35 центра тяжести изображения в величину взаимного углового перемещения объектов. При помощи полупрозрачного зеркала 4 вершина расходящейся апертуры источника 1 излучения совмещена с оптическим центром объектива 5> а фоточувствительная поверхность фотоприемника 7 — с его фокальной плоскостью. Выходы фотоприемника 7 подключены к входам блока 8 определения координат изображения, выходы которого подключены к входам блока 19 преобразования. Позиционно-чувствительный фотоприемник выполнен в виде матричного преобразователя свет-сигнал на приборах с зарядовой связью. В блоке 8 определения координат иэображения выходы формирователей 10 и 11 кода координат соединены с первыми входами матричных умножителей 12 и 55

13, вторые входы которых соединены с выходом АЦП 9 и входом сумматора

16, а выходы — с входами сумматоров

Устройство работает следующим образом.

Точечный излучатель 2 и конденсор 3 создают расходящийся пучок лучей, вершина которого совпадает с оптическим центром объектива 5. Отраженный от плоского отражателя 6 луч попадает в объектив 5 и, отразившись от полупрозрачного зеркала

4, фокусируется на фоточувствительной поверхности позиционно"чувствительного фотоприемника 7, представляющего собой телевизионный преобразователь свет-сигнал на основе фоточувствительной матрицы приборов с зарядовой связью (ПЗС). Строчные и кадровые синхроимпульсы и видеосигналы с фотоприемника 7 поступают на входы блока 8 определения координат. Этот блок реализует алгоритм взвешенного суммирования при определении координат центра тяжести изображения точечного источника излучения и щ

Ъ A X" и т

t А," !, ),,Ч ,, . А,; (,,,Е. Е !1; л

У вЂ” оценки координат центра тяжести изображения точечного источника излучения, амплитуда сигнала для

1 отсчета с координатами

Хц 1 Ут) 1

n — число строк растра;

m — число элементов вдоль строки.

Х = л у— где Х, А

)414 и 15 соединены с первыми входами схем 17 и 18 деления, вторые входы которых соединены с выходом третьего сумматора. Выходы схем 17 и 18 деления являются выходами блока 8 определения координат изображения. Входы формирователей 10 и 1! кода координат и вход АЦП 9 являются входами строчных и кадровых синхроимпульсов и входом видеосигнала блока 8 определения координат изображения. Все составляющие части устройства размещены на первом объекте, кроме плоского отражателя б, который установлен на втором объекте в апертуре источника 1 излучения.

1270564

С выходов схем деления снимается цифровой код оценок координат центра тяжести изображения источника излучения Х и У, который дешифруется и отображается на индикаторной панели блока 19 преобразования в угловых единицах.

Формула из о бр ет ения

Устройство для измерения взаимного углового перемещения двух объектов, содержащее источник излучения, объектив, позиционно-чувствительный фотоприемник, блок определения коСоставитель Ю.Курбатов

Редактор Л.Пчелинская ТехредД.Сердюкова Корректор М. Шароши

Заказ 6230/41 Тираж 670

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Ю о

Сигналы с выходов фотоприемника

7 преобразуются формирователями !О и 11 кода в двоичный код, который поступает на выходы первого 12 и второго 13 матричных умножителей и на сумматор 16, в котором формируется и !и сумма

11

С выходов синхронизации ПЗС-датчика снимаются сигналы управления раз- 10 верткой по строкам и кадру, на основе которых в формирователях 10 и 11 кода координаты Х и У формируются в цифровой форме в коды координат Х; и У Эти коды поступают далее на 15 первый 12 и второй 13 матричные умножители, а результаты умножения подаются на первый 14 и второй 15 сумматоры, на выходах которых формируются соответственно цифровые коды сумм. 20

ll m

;: ЕД;;х;,) !

=! 1с! !!

III V;;

Цифровые коды указанных сумм с выходов первого f4 и второго 15 сумматоров поступают на первые входы .первой 17 и второй 18 схем деления, на вторые входы которых с третьего сумматора 16 подается код суммы

А; 1=! )=I ординат иэображения и блок преобразования, устанавливаемые на первом объекте, а также плоский отражатель, устанавливаемый на втором объекте в апертуре источника излучения, фотоприемник размещен в фокальной плоскости объектива, выходы фотоприемника соединены с входами блока определения координат изображения, выходы которого подключены к блоку преобразования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения диапазона измеряемых углов, дистанции измерения и повышения точности, источник излучения выполнен с расходящейся апертурой, вершина которой совпа- ° дает с оптическим центром объектива, позиционно-чувствительный фотоприемник выполнен в виде матричного преобразователя на приборах с зарядовой связью, а блок определения координат изображения выполнен в виде аналогоцифрового преобразователя, двух формирователей кода координат, двух матричных умножителей, трех сумматоров и двух схем деления, выходы первого и второго формирователей кода координат соединены с первыми входами соответственно первого и второго матричных умножителей, вторые входы которых соединены с выходом аналого-цифрового преобрasователя и входом третьего сумматора, а выходыс входами соответственно первого и второго сумматоров, выходы первого и второго сумматоров соединены с первыми входами соотвественно первой и второй схем деления, вторые входы которых соединены с выходом третьего сумматора, а выходы являются выходами блока определения.координат изображения, входы первого и второго формирователей кода координат и вход аналого-цифрового преобразователя являются соответственно входами строчных и кадровых синхроимпульсов и входом видеосиганала блока определения координат иэображения.